水工弧形钢闸门约束阻尼层减振设计方法

摘要

水工弧形钢闸门约束阻尼层减振设计方法，包括以下步骤：（1）对弧形钢闸门的各部分构件进行有限元模拟单元选取，弧形面板选用壳单元模拟受力状态，支臂、横梁和纵梁选用梁单元模拟，吊杆选用杆单元模拟，对弧形钢闸门进行动力学特性分析；（2）采用Westergaard法计算水的等效质量，模拟水压力对弧形钢闸门的动力特性影响；（3）对弧形钢闸门进行结构模态应变能分析，分析得出弧形钢闸门支臂模态应变能最大，通过设置在弧形钢闸门的支臂结构上的约束阻尼层可以减小弧形钢闸门的流激荷载效应；本发明的设计方法增加弧形钢闸门结构阻尼、降低流激荷载振动效应。

主权项

水工弧形钢闸门约束阻尼层减振设计方法，所述的弧形钢闸门包括弧形面板、两根吊杆和两个支臂，弧形面板后表面沿其高度方向均匀间隔设有若干横梁，每根横梁均沿左右水平方向设置，弧形面板后表面沿其宽度方向均匀间隔设有若干纵梁，每根纵梁均呈弧形结构且与弧形面板的弧度相同，两根吊杆倾斜设置并相互平行，两根吊杆的一端分别与弧形面板的后表面连接，每组支臂均包括上悬臂和下悬臂，上悬臂和下悬臂之间设有腹杆，其特征在于：所述的设计方法包括以下步骤：（1）对弧形钢闸门的各部分构件进行有限元模拟单元选取，弧形面板选用壳单元模拟受力状态，支臂、横梁和纵梁选用梁单元模拟受力状态，吊杆选用杆单元模拟受力状态，对弧形钢闸门进行动力学特性分析；（2）采用Westergaard法计算水的等效质量，模拟水压力对弧形钢闸门的动力特性影响；（3）对弧形钢闸门进行结构模态应变能分析，分析得出弧形钢闸门支臂模态应变能的值为最大值；（4）在弧形钢闸门的支臂结构上设置用于减小弧形钢闸门的流激荷载效应的约束阻尼层；（5）通过有限元方法模拟确定约束阻尼层的厚度，针对不同约束阻尼层的厚度的对比分析，确定最适合的约束阻尼层厚度，从而最大程度增大弧形钢闸门的支臂阻尼比，降低结构的流激荷载效应。